Broadband Walks the Last Mile

Jednoho šťastného dne se potrubí z optických vláken, která krouží kolem vaší metropole, rozvětví až do vašeho domova. Do té doby bude většina z nás, kteří hledají širokopásmové připojení, záviset na pomalejších drátech, které již doma máme: měděné telefonní dráty s digitální účastnickou linkou (DSL) nebo koaxiální televizní kabel pro služby kabelového modemu.

K těmto dvěma pilířům širokopásmového připojení poslední míle se však připojují bezdrátové možnosti, včetně obousměrných satelitních služeb a pevných bezdrátových technologií podobných celulárním. V nadcházejících letech také uvidíme digitální televizní datové vysílání, bezdrátové optické sítě a možná i vzducholodě, které budou šířit digitální manu.

Vytáčení vytáčení Pomalu

Podle Cahners In-Stat bude do konce roku celosvětově 10 milionů předplatitelů kabelového modemu oproti 11,5 milionu předplatitelů DSL. I když je to přibližně dvojnásobek počtu oproti předchozímu roku, je to jen zlomek z více než 400 milionů uživatelů internetu po celém světě. Studie předpovídá, že do roku 2005 bude širokopásmové připojení využívat pouze polovina všech uživatelů internetu v USA.

Tak proč to zpoždění?

U instalací kabelových modemů a DSL je to bitva v ulicích: silnice je třeba rozkopat, vytáhnout povolení a najmout policisty mimo službu. Instalační sady modemů pro kutily zefektivňují pomalé tempo připojování nových uživatelů, ale stále je třeba vysílat techniky, kteří aktivují připojení mimo dům, a poskytovatelé musí stále investovat miliony do technické podpory. Bezdrátové alternativy se vyhýbají nákladům na kopání ulic, ale vyžadují, aby technici namontovali a pečlivě nasměrovali parabolické antény.

V tomto boji je jeden světlý bod: přináší optické linky hlouběji do sousedství. Obecně platí, že čím blíže je domov k uzlu vlákna, kde se optické signály převádějí na elektrické, a čím více uzlů vláken je rozmístěno, aby obsluhovaly každou oblast, tím větší šířku pásma si užíváte. V důsledku tohoto neustálého rozšiřování optických vláken by se připojení s rychlostí 256 kilobitů za sekundu až 1 megabit za sekundu typická pro dnešní spotřebitelské širokopásmové připojení měla v druhé polovině dekády pohybovat od jednoho do tří megabitů za sekundu. To stačí k povolení aplikací, jako jsou videokonference a video na vyžádání, které v současných širokopásmových sítích fungují špatně.

Co je dostatečně rychlé?

Výkon na poslední míli již převyšuje rychlost individuálního připojení přes internet. Typický širokopásmový modem běží rychlostí asi 600 kilobitů za sekundu, ale to je rychlost, s jakou se připojuje k poskytovateli služeb, nikoli k typickému webu na internetu. Bez ohledu na to, jak rychlý je váš modem, řada úzkých míst omezuje rychlost přístupu k internetu v průměru na 300 až 500 kilobitů za sekundu.

Tento průměr by se měl v příštích letech zvyšovat, ale kvůli prudce rostoucí poptávce neporoste tak rychle jako nárůst výkonu na poslední míli. Během několika příštích let tedy pravděpodobně zaznamenáte pouze postupná zlepšení rychlosti. Posun z 56 kilobitů za sekundu vytáčeného připojení na 500 kilobitů za sekundu je mnohem znatelnější než upgrade z 500 kilobitů za sekundu na jeden megabit za sekundu. Jelikož se poskytovatelé širokopásmového připojení zaměřují na přihlašování nových předplatitelů, nemají velký zájem o zvyšování vaší šířky pásma.

Vše závisí na vašich připojeních

Kvalita připojení poskytovatele širokopásmových služeb k internetu se stále více stává stejně důležitou jako rychlost širokopásmového modemu. Mnoho poskytovatelů širokopásmového připojení využívá sítě pro distribuci obsahu, aby se vyhnuli klíčovým problémům na internetu a odebírají média přímo od poskytovatelů obsahu. Jdeme ještě o krok dále, někteří poskytovatelé širokopásmového připojení ukládají streamovaná média na místní servery, čímž je zpřístupňují vám, zákazníkům, špičkovou rychlostí.

Pokud se bude rozdíl mezi místním a dálkovým přístupem nadále rozšiřovat, uživatelé širokopásmového připojení mohou strávit stále více času vzorkováním kvalitnějšího, ale mnohem omezenějšího obsahu nabízeného lokálně poskytovatelem, než aby trpěli nižší rychlostí otevřeného připojení. Internet. Vyhlídka na super širokopásmové služby poslední míle, které kombinují vizuální kvalitu televize s interaktivitou webu, je atraktivní pro poskytovatele širokopásmového připojení, velké mediální společnosti, inzerenty a mnoho spotřebitelů. Jiní vidí tyto obezděné zahrady jako hrozbu pro otevřenou soutěž a rozmanitost (viz Web za zdmi ) .

Za desítky let se podíváme zpět na dnešní takzvané širokopásmové služby a budeme se divit, jak jsme mohli tolerovat tak primitivní zkušenosti. Mezitím zde je to, co můžeme očekávat od kabelu, digitální účastnické linky, satelitů a pevných bezdrátových sítí a od vzdálenějších alternativ, jako jsou létající platformy.

Kabelové modemy: Nastavení rychlostních limitů

Mohli byste získat mnohem rychlejší připojení, pokud by se o to kluci starali.

Díky své vysokokapacitní koaxiální kabeláži nabízejí služby kabelového modemu větší potenciál rychlosti než digitální účastnická linka (DSL). Ale v reálném světě je výkon jen o málo rychlejší než DSL.

Je to proto, že zatímco kabelové sítě jsou teoreticky schopné dosahovat rychlosti 10 až 27 megabitů za sekundu, kabeloví operátoři obvykle používají limity mezi jedním a dvěma megabity za sekundu na uživatele. A protože je šířka pásma sdílená, většina uživatelů těchto limitů jen zřídka dosáhne. Čím více sousedů se přihlásí, tím nižší bude rychlost.

Průměrná rychlost kabelového modemu se pohybuje mezi 500 a 750 kilobity za sekundu, říká Mike Paxton, analytik společnosti Cahners In-Stat. Pozdě v noci, říká Paxton, často dosáhnete výkonu až jeden megabit za sekundu, ale ve špičce rychlost často klesne mezi 200 až 300 kilobitů za sekundu.

Pro zlepšení výkonu rozšiřují kabeloví operátoři optické sítě hlouběji do sousedství a vytvářejí více optických uzlů (spojovací boxy, které převádějí signály z optických vláken s vyšší kapacitou na elektrické signály běžící přes koaxiální kabel). Snížením počtu domů obsluhovaných každým uzlem se zvyšuje šířka pásma.

Kromě toho mohou kabeloví operátoři otevřít větší šířku pásma snížením počtu televizních kanálů běžících ve stejné síti, i když je to jen zřídka ekonomicky proveditelné.

Ve skutečnosti, vzhledem k obecnému nedostatku konkurence, kterému čelí, nejsou poskytovatelé kabelových služeb příliš motivováni zlepšovat vaše zkušenosti. Jsou však zaneprázdněni přizpůsobováním svých sítí a modemů pro telefonování, což je funkce, kterou již nabízí většina poskytovatelů DSL. Modemy splňující verzi 1.1 standardu kabelových modemů Data Over Cable Service Interface Specifications budou k dispozici později v tomto roce, což kabelovým poskytovatelům usnadní poskytování hlasových služeb přes stejné linky, jaké se používají pro přístup k televizi a internetu.

DSL: Šířka pásma hraje zapnutá

Jak telefonní společnosti oslovují více zákazníků širokopásmového připojení, budou pomalu zvyšovat šířku pásma.

Digitální účastnická linka (DSL), která běží po stejných měděných drátech jako telefonní služby, je ze své podstaty pomalejší technologie než kabel. Přesto má v rukávu nějaké triky.

Zatímco kabelové modemy fungují podobně jako karty PC adaptérů připojené k místní síti, modemy DSL jsou spíše modemy pro vytáčené připojení. Jsou založeny na pevném připojení k podobnému modemu v ústředí telefonní společnosti, takže vaše šířka pásma by se neměla měnit, ani když se celé vaše okolí rozhodne sledovat udílení Oscarů online. (Jedno upozornění: někteří poskytovatelé si své sítě předplácejí, takže připojení centrály k internetu jsou přetížená, čímž se snižuje šířka pásma pro všechny.)

Ačkoli typické linky DSL poskytují služby rychlostí přibližně 500 kilobitů za sekundu, rychlost poroste. Analytik společnosti Cahners In-Stat Ernie Bergstrom říká, že většina nových spotřebitelských linek DSL poskytuje přibližně 784 kilobitů za sekundu směrem dolů a 384 kilobitů za sekundu směrem nahoru. Během několika příštích let se to pokusí zvýšit až na jeden megabit za sekundu pomocí lepšího multiplexního vybavení, říká Bergstrom s odkazem na základní technologii, která je umístěna mezi DSL a optickými linkami v ústředí.

Tato opatrná vylepšení rychlosti nebudou vyžadovat další nasazení optických vláken ani nové zákaznické vybavení. Ve skutečnosti mohou stávající modemy DSL zpracovat 1,5 až 7 megabitů za sekundu. Takovou rychlost dnes téměř nikdo nedosáhne, v podstatě kvůli omezení vzdálenosti DSL a protože telefonní společnosti jsou příliš zaneprázdněny přihlašováním nových zákazníků, než aby se staraly o nabízení prémiových služeb.

Posílení Zálohování

Telefonní společnosti prodávají službu DSL spotřebitelům v asymetrickém formátu ADSL, ve kterém je šířka pásma pro stahování mnohem větší než pro stahování, podobně jako u kabelu.

Díky symetrickému DSL jsou šířky pásma upstream a downstream vyváženy, což je užitečné pro aplikace, jako jsou videokonference nebo webhosting, které oba vyžadují velké upstream kapacity.

Většina peněz vydělaných na trhu DSL pochází z prodeje symetrických služeb DSL malým podnikům, protože 300 dolarů měsíčně se firmě, která vyhazuje 1 000 dolarů měsíčně za konvenční službu T1 1,5 megabitu za sekundu, zdá jako výhodná nabídka.

Na novějších kabelových sítích poskytovatelům nic nebrání v poskytování podobných symetrických služeb, ale starší sítě vyžadují nákladné upgrady, aby se zvýšil zadní kanál pro nahrávání.

Zatímco kabelové společnosti dominují bohatým předměstím, inherentní omezení vzdálenosti v technologii DSL do značné míry omezují služby do více městských obytných oblastí. Za 12 000 stop od nejbližší centrály jsou zákazníci obecně omezeni na službu 256 kilobitů za sekundu a jen málo poskytovatelů obsluhuje zákazníky nad 15 000 stop. Bylo vyvinuto nové zařízení pro rozšíření linky, které může rozšířit dosah DSL na 18 000 až 24 000 stop. Rozšíření těchto sítí však bude trvat roky a na rozdíl od kabelu bude DSL nadále vyměňovat šířku pásma za vzdálenost.

DSL bylo trochu pomalé v začátcích kvůli problémům se vzdáleností, říká Bergstrom, ale [poskytovatelé] se horečně snaží rozšířit své služby.

Pomoc od stálé vlákninové diety

Bergstrom říká, že do pěti let poskytovatelé DSL urychlí své projekty na rozšíření optických vláken hlouběji do čtvrtí a blíže k domovům. V důsledku toho se šířka pásma začne zvyšovat na několik megabitů za sekundu.

Poskytovatelé DSL nakonec nabídnou takzvané Very High-Speed ​​DSL (VDSL) zákazníkům v okruhu několika tisíc stop od centrály. Vzhledem k tomu, že vyžaduje nové zákaznické vybavení, VDSL je schopné dosahovat rychlosti mezi 3 a 20 megabity za sekundu, což je dostatečná šířka pásma pro služby videa na vyžádání. Qwest experimentuje s VDSL v oblasti Phoenixu, ale takové sítě nebudou široce dostupné po další desetiletí. Do té doby by sítě kabelových modemů měly běžet podobnou rychlostí.

Satelity konečně jdou oběma směry

Prodejci nyní mohou nabízet širokopásmové připojení bez nutnosti vytáčené linky.

Pokud jste mimo dosah poskytovatelů kabelového širokopásmového připojení, podívejte se k obloze. Satelity jsou zde, pokud máte jasnou jižní expozici.

Až donedávna byly satelitní služby omezeny na Hughesův DirecPC, nákladnou, jednosměrnou službu, která vyžadovala samostatný pozemní internetový účet pro zpáteční kanál.

Loni na podzim však partnerství mezi Gilat Satellite Networks, EchoStar Communications a Microsoftem představilo obousměrnou službu s názvem StarBand, která se prodává za zhruba 70 dolarů měsíčně. Služba StarBand nabízí stahování rychlostí až 500 kilobitů za sekundu a odesílání rychlostí 150 kilobitů za sekundu.

Začátkem tohoto roku Hughes představil obousměrnou verzi DirecPC, která nabízí až 256 kilobitů za sekundu nahrávání spolu se standardním balíčkem stahování 400 kilobitů za sekundu. Hughesovi partneři, včetně DirecTV, EarthLink a Pegasus Communication, spustili letos službu za podobné ceny.

Tyto rané satelitní služby vysílají přes stejné nízkofrekvenční (11,7 až 12,7 gigahertz) přenosy v Ku pásmu používané satelitní TV a po některých menších úpravách mohou používat stejnou parabolu. Nemohou zcela konkurovat pevnému širokopásmovému připojení v rychlosti ani ceně.

A co víc, kvůli přeskokům přes 35 000 kilometrů mezi domovem, satelitem a pozemními satelitními zařízeními trpí satelitní služby vysokou latencí, tedy časovým zpožděním mezi iniciací internetového požadavku a přijetím odpovědi. Obvykle je půlsekundové zpoždění sotva patrné, ale u aplikací v reálném čase, jako jsou hry pro více hráčů a videokonference, je to až příliš zřejmé.

Gen S

Za několik let se na oblohu dostane nová generace satelitů využívajících vysokofrekvenční (18 až 31 gigahertz) Ka-pásmo, slibující výkon mezi 512 kilobity za sekundu a třemi megabity za sekundu. (Stejně jako u kabelu se výkon satelitu snižuje v závislosti na počtu uživatelů v dané oblasti služeb, takže je obtížné odhadnout skutečné sazby.)

Několik společností, včetně Hughes a dceřiné společnosti Alcatel SkyBridge, plánuje zavést internetové služby v pásmu Ka. Zpočátku se většina těchto služeb zaměří na podniky, ale několik z nich bude nabízet služby také spotřebitelům. Některé služby, jako je SkyBridge, využívají řadu družic na nízké oběžné dráze, které létají jen asi 1500 kilometrů nad povrchem, čímž zlepšují šířku pásma a snižují latenci.

Kvůli vysokým nákladům a rizikům spojeným s vypouštěním a údržbou satelitů většina analytiků očekává, že budou hrát v USA dosti omezenou roli a budou sloužit především venkovským zákazníkům. Tato technologie však může dobře vést trh v rozvojových zemích, které postrádají pevné sítě.

Opravené bezdrátové vyplnění mezer

Firmy zapomenuté kabelem a DSL si mohou vybrat z rostoucí nabídky alternativ.

Pevná bezdrátová služba, stejně jako satelitní přístup, zaplní mezery, které zůstaly pokrytím kabelovým modemem a DSL ve vnitřních městech, menších obcích a izolovaných předměstích. Pevné bezdrátové připojení, které zahrnuje různé mobilní, rádiové a mikrovlnné technologie, vyžaduje talířovou anténu na střeše, podobně jako satelitní parabolu.

Mnoho menších poskytovatelů nabízí pevné bezdrátové služby, ale hlavními hráči v oblasti spotřebitelů jsou dálkoví operátoři, jako jsou WorldCom a Sprint. Podobně jako mobilní technologie poskytují tyto pevné bezdrátové služby mnohem větší šířku pásma než mobilní širokopásmové služby, protože systém nemusí sledovat pohybující se cíl a protože přijímač je výkonnější než mobilní telefon.

WorldCom, který byl zahájen loni v listopadu v Memphisu, plánuje do konce roku 2001 rozšířit své služby na 30 celostátních trzích. Počáteční zaměření se zaměří na malé podniky a bytové komplexy. Podobná služba od Sprint je nyní dostupná ve více než tuctu amerických měst.

Většina pevných bezdrátových služeb se pohybuje od 384 kilobitů za sekundu do 1,5 megabitů za sekundu s dosahem 32 až 56 kilometrů od každé základnové stanice. Pro všechny frekvence kromě nejpomalejších a nejnižších je vyžadována orientace na linii stanoviště a výkon je snížen nadměrným listím, které někdy vyžaduje nemotorné střešní plošiny, aby dosáhly nad listy.

Technologie od společnosti Cisco Systems a dalších však překonává problém vícecestného rušení způsobený listím a zvyšuje šířku pásma, která je možná u přijímačů bez přímé viditelnosti. Technologie Cisco, tzv Vektorové ortogonální multiplexování s frekvenčním dělením , zvyšuje celkovou šířku pásma o více než 20 procent. A protože antény nemusí být vysoké několik desítek stop, aby mohly nahlédnout přes stromy, snižuje to náklady na instalaci a zároveň zvyšuje poptávku zákazníků.

Mobilní služby v Evropě a Asii v současné době poskytují omezené širokopásmové služby uživatelům mobilních telefonů. Během několika let začnou rychlejší takzvané 3G služby nabízet mobilní šířku pásma až 384 kilobitů za sekundu. (viz Mobilní web vs. realita ) . To nemusí být mnoho, ale ty samé 3G vysílače mohou také sloužit pevným přijímačům s rychlostí až 2 megabity za sekundu. Pokud poptávka po mobilním širokopásmovém připojení není tak vysoká, jak se očekávalo, mohou poskytovatelé 3G přejít na trh s pevným připojením.

Mega mikrovlnná trouba

Na špičkových pevných bezdrátových službách poskytují společnosti jako Teligent digitální mikrovlnné služby point-to-point v mnohem vyšším frekvenčním rozsahu. Tyto špičkové pevné bezdrátové služby zaměřené na firemní zákazníky nabízejí výkon mezi 20 a 150 megabity za sekundu. Přestože jsou drahé, mají omezený dosah a jsou náchylné k povětrnostním vlivům, jejich širokopásmová schopnost jim může poskytnout budoucí roli ve spotřebitelských širokopásmových službách.

Vyvětrat to

Digitální mikrovlnce konkuruje optika volného prostoru neboli bezvláknová optika, která vystřeluje světelné paprsky řídkým vzduchem. AirFiber, Terabeam a další společnosti poskytují bezdrátové služby založené na laseru, které mohou potenciálně nabídnout šířku pásma v řádu stovek megabitů za sekundu. (Minulý měsíc Texas Instruments dokonce představil optickou alternativu, která vám umožní instalovat ethernetové sítě s rychlostí 100 megabitů za sekundu, spíše než jen spojení point-to-point.)

Protože laserové signály mohou proniknout skleněnými okny kanceláře, nemusíte na střechu umisťovat talíř. Existují však omezení vzdálenosti a bezvláknová optika je zvláště citlivá na rušení počasí, jako je silný déšť nebo sníh.

Ladění TV dat

Jak se vysílací společnosti připravují na digitální televizi, stanou se z nich datacastery a stahují obrovské hromady informací pro všechny vaše internetové myši.

Podle zákona musí provozovatelé televizního vysílání do roku 2006 zcela přejít na digitální vysílání. Kromě toho, že své nové spektrum využívají k poskytování televizního vysílání ve vysokém rozlišení, mnoho provozovatelů vysílání ho chce využívat pro vysílání dat rychlostí několika megabitů za sekundu.

Se službami, jako jsou ty, které vyvíjí společnost iBlast Networks, by provozovatelé vysílání nepřetržitě vysílali data z nejpopulárnějších webových stránek a dalšího obsahu ke stažení do počítačů vybavených kartami digitálního televizního adaptéru a malými vnitřními anténami.

Ačkoli by bylo pro upstream zpáteční cestu vyžadováno samostatné řešení přístupu k internetu, myšlenka je taková, že služba datacastingu dokáže v případě iBlast přesunout na váš počítač tolik webu, přibližně 75 gigabajtů za den, že strávíte více času interakcí s jejich pevné disky okamžitou rychlostí než vyžádání informací přes internet.

Vysílatelé mají na tuto technologii spoustu peněz a nechtějí zůstat pozadu. iBlast dokončil tříměsíční zkušební provoz v dubnu a doufá, že komerční služby představí do konce roku.

Létající širokopásmové připojení

Satelitní služby bez nákladů na vypouštění satelitů, co se vám nelíbí?

Dvě další širokopásmové alternativy jsou skutečně modré.

Sky Station v čele s Alexandrem Haigem plánuje létat s flotilou 250 obrovských vzducholodí nad velkými městy, které budou poskytovat spojení rychlostí 2 až 10 megabitů za sekundu. S využitím spektra 47 GHz je každý geostacionární balón poháněný solární energií navržen tak, aby se vznášel ve výšce 21 kilometrů a poskytoval služby více než 100 000 uživatelům širokopásmového připojení na ploše 19 000 kilometrů čtverečních.

Kromě přístupu k internetu by platformy Sky Station měly být schopny poskytovat telefonování, videokonference a televizní služby. Na rozdíl od satelitů by časové prodlevy neměly být problémem. Sky Station, která doufá, že svou první platformu spustí v roce 2002, tvrdí, že latence bude menší než 0,5 milisekundy ve srovnání s 250 milisekundami u typických satelitních služeb.

Síť HALO, kterou plánuje Angel Technologies ve spolupráci s Raytheonem, testuje vysokohorská letadla. Tato pilotovaná letadla by obíhala hlavní oblasti metra ve výšce 52 000 až 60 000 stop a nabízela obousměrnou komunikaci kdekoli mezi 1 a 12,5 megabity za sekundu.

Každá servisní oblast by se rozkládala v průměru mezi 50 a 75 mil. Tři letadla by rotovala v osmihodinových směnách a před přistáním by předala své digitální užitečné zatížení (ekvivalent 650 000 okruhů T1 1,5 megabitu za sekundu).

skrýt